geiring.de > Math > Math 11 > Lösung Buch S. 71, 9

`h(t) = 0,02*e^(kt)`  
t:   Zeit in Wochen ab Beobachtungsbeginn
h(t):   Kletterpflanzenhöhe in m
agraph xmin=-1.5; xmax=12.5; ymin=-2.5; width=400; height=250; xscl=1; dot([6, 0.4], "", "P(6|0,4)", "leftabove"); stroke="red"; line([9, ymin], [9,ymax]); stroke="violet"; line([xmin, 3], [xmax, 3]); stroke="orange"; //plot(1-e^(-0.175x)); plot(3.5 - 8.2*e^(-0.175x)); stroke="black"; plot(0.02e^(0.4992887x)); endagraph
a)   `h(0) = 0,02*e^(k*0) = 0,02*e^0 = 0,02*1 = 0,02`
Zu Anfang ist die Kletterpflanze 0,02 m hoch.

b)   40 cm nach 6 Wochen:
`## h(6) = 0,4 0,02*e^(k*6) = 0,4 e^(6k) = 20 6k = ln(20) k = (ln(20))/6 k ~~ 0,4993 ##`
Die Bedingung führt auf `k ~~ 0,4993` und somit
`h(t) = 0,02*e^(0,4993*t)`

c)   Höhe nach 9 Wochen?
`h(9) = 0,02*e^(0,4993*9) ~~ 1,79`
Die Pflanze ist nach 9 Wochen ca. 1,80 m hoch.

d)   Wann 3 m hoch?
`h(t) = 3`
`0,02*e^(kt) = 3`
`e^(kt) = 3/0,02` `e^(kt) = 150`
`kt = ln(150)`
`t_2 = (ln(150))/k`
`t_2 ~~ 10,04`
Nach 10 Wochen ist die Pflanze 3,00 m hoch.

e) Wann 150 cm/Woche?
`h(t+1)-h(t) = 1,5`
` 0,02*e^(k(t+1)) - 0,02*e^(kt) = 1,5`
` 0,02*e^(kt)*e^k - 0,02*e^(kt) = 1,5`
` 0,02*e^(kt)*(e^k - 1) = 1,5`
` e^(kt) = 1,5 /(0,02*(e^k-1)`
` e^(kt) ~~ 115,82`
` kt ~~ ln(115,82)`
` t_3 ~~ ln(115,82)/k ~~ 9,52`
Von 9,5 Wochen bis 10,5 Wochen wächst
die Pflanze in einer Woche um 150 cm.

f)   mom. ÄndR 1 m pro Woche?

`h´(t) = 1`
GTR: Y1 = 0.02*e^(0.4993X); Intersect
Y2 = nDeriv(Y1, X, X) mit Y3 = 1 ergibt:
`t_4 ~~ 9,226`
Die momentane Wachstumsrate 1 m pro
Woche ist 9,23 Wochen (9 Wochen und
anderthalb Tage) nach Beobachtungsbe-
ginn vorhanden.

g)   `k(t) = 3,5 - 8,2e^(-0,175t)` für `t >= 9`
`k(t) = 3`
`3,5 - 8,2e^(-0,1753*t) = 3`
`0,5 = 8,2e^(-0,1753*t)`
`(0,5)/(8,2) = e^(-0,1753*t)`
`ln ((0,5)/(8,2)) = -0,1753*t`
`t~~ -ln((0,5)/(8,2))/0,1753`
`t_4~~ 15,96`
Nach der neuen Modellierung ist die
Pflanze nach ca. 16 Wochen 3 m hoch.


Die Aufgabe ist rechnerisch zu
lösen. Es hilft, wenn man den Film,
der durch Mausbewegung in x-Richtung
und in y-Richtung entsteht, sich
ohne Zeichnung und Maus vor seinem
geistigen Auge konstruieren und
ablaufen lassen kann.

bb)   Verändern Sie k so, dass die blaue
Kurve auf die schwarze zu liegen
kommt.

ee)   Stellen Sie die Höhendifferenz
zwischen R und S auf 1.5 ein.

ff)   nicht dargestellt:
Zeichnen Sie einige Szenen des Films
von f) auf Papier und erläutern Sie.